ఆట్వుడ్ యంత్రం — అనుసంధానిత వస్తువులకు న్యూటన్ రెండో నియమం
1 · ఊహించండి
రెండు అసమాన ద్రవ్యరాశులు కప్పె నుండి వేలాడుతున్నాయి. వ్యవస్థ నడుస్తున్నప్పుడు, దాని త్వరణం పెరుగుతుందా, తగ్గుతుందా, స్థిరంగా ఉంటుందా?
- త్వరణం కాలంతో పెరుగుతుంది
- త్వరణం స్థిరంగా ఉంటుంది
- త్వరణం కాలంతో తగ్గుతుంది
2 · అమరిక
- ఆట్వుడ్ యంత్ర సిమ్యులేషన్ తెరిచి, రీసెట్ నొక్కండి.
- భారీ ద్రవ్యరాశిపై వడి ప్రోబ్ చేతనం చేయండి.
- కింది ప్రతి ప్రయత్నానికీ ప్లే నొక్కి, నమోదైన కాలం వద్ద సిమ్ను పాజ్ చేసి, ప్రోబ్ వడి రీడింగ్ నమోదు చేయండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| భారీ ద్రవ్యరాశి m₂ (kg) | తేలిక ద్రవ్యరాశి m₁ (kg) | గడిచిన కాలం t (s) | ఊహించిన త్వరణం a (m/s²) | భారీ ద్రవ్యరాశిపై నికర బలం F (N) | కొలిచిన వడి v (m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.00 | 3.00 | 0.40 | |||
| 5.00 | 3.00 | 0.80 | |||
| 5.00 | 3.00 | 1.20 |
గడిచిన కాలం t (x-అక్షం) వెంబడి కొలిచిన వడి v (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. మీ ఉత్తమ-సరిపోలిక రేఖ వాలు వ్యవస్థ త్వరణం.
4 · విశ్లేషించండి
- వ్యవస్థకు ఊహించిన త్వరణం a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) లెక్కింపు చూపించి, v–t గ్రాఫ్ వాలుతో పోల్చండి.
- ప్రతి సమయంలో కొలిచిన వడి ఊహించిన v = at ఎంత దగ్గరగా సరిపోతుంది? సంబంధం రేఖీయమా? పట్టిక నుండి సంఖ్యలు ఉటంకించండి.
5 · విస్తరించండి
- a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂) సూత్రం ద్రవ్యరాశి లేని, ఘర్షణ లేని కప్పె, సాగని దారాన్ని ఊహిస్తుంది. ఈ ఆదర్శీకరణల్లో ఏది మీ కొలతలను ఎక్కువ ప్రభావితం చేస్తుంది, ఎందుకు?
- రెండు ద్రవ్యరాశులు సమానం కాగా (m₁ = m₂) వ్యవస్థ త్వరణానికి ఏమి జరుగుతుందో ఊహించండి. సూత్రంతో తర్కించండి.
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
ఆట్వుడ్ యంత్రపు త్వరణం
రెండు వేలాడే ద్రవ్యరాశులకు న్యూటన్ రెండో నియమాన్ని అన్వయించడం వల్ల వచ్చే ఒకే వ్యవస్థా త్వరణం — వేర్వేరు ద్రవ్యరాశులపై కాదు, వాటి భేదంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
న్యూటన్ రెండో నియమం
భారీ ద్రవ్యరాశిపై నికర బలం = దాని ద్రవ్యరాశి × వ్యవస్థ పంచుకున్న త్వరణం — పైన మీరు ఊహించిన అదే త్వరణం.
యాంత్రిక శాస్త్రం
- ప్రక్షేపక చలనం & గతిజ శక్తి
- ర్యాంప్పై బంతి: ఘర్షణ లేని వాలుతలంపై శక్తి
- ఘర్షణ ర్యాంప్పై బ్లాక్: స్థితిజ ఘర్షణ పరిమితిని కనుగొనడం
- అంతిమ వేగం: నిరోధం గుండా పతనం
- బల ప్రయోగశాల: న్యూటన్ రెండో నియమం
- వ్యతిరేక బలాలు: న్యూటన్ రెండో నియమం & ద్రవ్యవేగం
- లంఘించే బంతి: తాకిడిలో శక్తి నష్టం
- ప్రత్యాస్థ ఢీకొట్లు & ద్రవ్యవేగ సంరక్షణం
- అప్రత్యాస్థ ఢీకొట్టు & ద్రవ్యవేగ సంరక్షణం
- న్యూటన్ క్రాడిల్: ద్రవ్యవేగ, శక్తి బదిలీ
- సరళ లోలకం
- స్ప్రింగ్పై ద్రవ్యరాశి: సరళ హార్మోనిక చలనం